La hoja de ruta publicada por IBM fija los plazos y objetivos para alcanzar la tolerancia a fallos en sistemas cuánticos. El plan se estructura en varios pasos clave hasta 2029. El primero de ellos es IBM Quantum Loon, previsto para 2025 y diseñado para probar componentes del código qLDPC. El siguiente paso, Kookaburra, llegará en 2026 con un procesador que integrará memoria cuántica y operaciones lógicas. Esta estrategia busca trazar un camino que no dependa de infraestructuras fuera de alcance.
Arquitectura IBM tolerante a fallos
IBM ha publicado dos artículos técnicos que detallan la aplicación de códigos qLDPC para su sistema tolerante a fallos. El primer estudio expone cómo estos códigos reducen el número de qubits físicos necesarios para corregir errores. Según los investigadores, esta aproximación disminuye el sobrecoste en un 90%. El segundo artículo describe el método de decodificación de mediciones de qubits físicos en tiempo real.
Estos avances en corrección de errores permitirán preparar y medir qubits lógicos durante los cálculos. También habilitarán instrucciones universales y la decodificación en tiempo real. La combinación de estos elementos da forma a una arquitectura que escala hasta miles de qubits lógicos. El documento incluye detalles sobre los requisitos de infraestructura y control.
Para 2027, IBM planifica el procesador Cockatoo, que entrelazará dos módulos Kookaburra mediante L-acopladores. Este diseño conectará chips cuánticos como nodos de un sistema mayor y evitará la construcción de chips de gran tamaño. El objetivo final es poner en marcha Starling en 2029 en Poughkeepsie, Nueva York. Starling ejecutará 20.000 veces más operaciones que los sistemas actuales y requerirá memoria equivalente a un quindecillón de superordenadores clásicos.
El futuro centro de datos cuántico de IBM albergará Starling. Este centro dispondrá de infraestructura y electrónica de control para mantener y monitorizar los qubits físicos. Con 200 qubits lógicos, el sistema podrá ejecutar 100 millones de operaciones cuánticas. Las operaciones se decodificarán en tiempo real para corregir errores durante el cálculo.
Implicaciones prácticas
Las estimaciones indican que un sistema como Starling podrá ejecutar hasta 100 millones de operaciones cuánticas con 200 qubits lógicos. Estos recursos son clave para explorar reacciones químicas y procesos de simulación en fármacos y materiales. IBM planea que Blue Jay, con más de 2.000 qubits lógicos, alcance 1.000 millones de operaciones cuánticas. Según el documento, estos hitos podrían reducir significativamente el tiempo y coste de proyectos de desarrollo científico.
Representar el estado de Starling abriría escenarios que requieren más memoria que la disponible en los superordenadores actuales. Según IBM, esa representación equivaldría a un quindecillón de bytes, un valor que supera la capacidad de los sistemas clásicos. Este dato pone de relieve la necesidad de arquitecturas cuánticas que gestionen grandes cantidades de información sin fallos.
La trayectoria también se sustenta en la flota global de ordenadores cuánticos de IBM. Actualmente, la compañía opera decenas de sistemas accesibles vía la plataforma Qiskit. Estas instalaciones aportan datos de operación para probar códigos y procesadores. Además, IBM colabora con universidades y centros de investigación para validar soluciones de corrección de errores. Este ecosistema facilita la transición de prototipos a sistemas tolerantes a fallos en centros cuánticos. La comunidad científica seguirá de cerca la evolución de estos hitos hasta 2029.
